(22分)有一個帶正電的小球,質量為m、電量為q,靜止在固定的絕緣支架上.現設法給小球一個瞬時的初速度υ0使小求水平飛出,飛出時小球的電量沒有改變.同一豎直面內,有一個豎直固定放置的圓環(huán)(圓環(huán)平面保持水平),環(huán)的直徑略大于小球直徑,如圖所示.要使小球能準確進入圓環(huán),可在空間分布勻強電場或勻強磁場(勻強電場和勻強磁場可單獨存在,也可同時存在),請設計兩種分布方式,并求出:
(1)相應的電場強度E或磁感應強度B的大小和方向;
(2)相應的小球到圓環(huán)的時間t .
(若加勻強電場,則勻強電場限制在豎直面內;若加勻強磁場,則勻強磁場限制在垂直紙面情況.已知υ0>,小球受重力不能忽略)
![]() |
(22分)題解答:
方案1(11分):
在豎直向下方向分布勻強電場E (1分)
水平方向做勻速運動: 2S =υ0t ④ (2分)
豎直方向勻加速運動: S= ⑤ (2分)
mg+qE=may ⑥ (2分)
解得 (2分)
(2分)
方案2(11分):
加豎直向上勻強電場, 在與圓環(huán)中心相距S處加垂 直紙面向外的勻強磁場(如圖所示)
(2分)
豎直方向 mg =qE
解得 (2分)
帶電小球從運動開始到進入磁場:t1= (1分)
進入磁場后帶電小球在洛侖茲力作用下做圓周運動,
(2分)
得: (1分)
(2分)
小球到達圓環(huán)總時間t=t1+t2=(1+
) (1分)
方案3:
加水平向左分布勻強電場E (2分)
豎直方向自由落體運動: ① (1分)
水平方向做勻減速運動:2S =υ0t ② (2分)
qE=max ③ (2分)
解得 (2分)
(2分)
說明:本題是開放性的題目,只要學生答題方案合理均給分。
![]() |
![]() |
科目:高中物理 來源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
A、磁場對小球不做功 | B、直管對小球做正功 | C、小球所受磁場力的方向不變 | D、小球的運動軌跡是一直線 |
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com